【年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯工藝流程設(shè)計(jì)（論文）4100字】

年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯工藝流程設(shè)計(jì)目錄10一、成果簡(jiǎn)介 16844二、設(shè)計(jì)思路 128743三、設(shè)計(jì)過(guò)程 18430（一）醋酸乙烯生產(chǎn)工藝 121652（二）物料衡算 273021、主要的反應(yīng)方程式 2166262、物料平衡關(guān)系 2123113、醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程物料衡算匯總 36623（三）熱量衡算 344961、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 3151812、反應(yīng)系統(tǒng)的熱量衡算 4153233、分離系統(tǒng)的熱量衡算 528754（四）主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和選型 6251471、固定床反應(yīng)器 624392、醋酸乙烯精餾塔 7234883、板式分離塔 738844、乙炔發(fā)生器 7121175、醋酸蒸發(fā)器 8136996、主要設(shè)備一覽表 927947四、設(shè)計(jì)特點(diǎn) 911532五、收獲與體會(huì) 1010384參考文獻(xiàn) 1030078附錄 11一、成果簡(jiǎn)介醋酸乙烯屬于世界上最大的化工原料之一。從它被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，已經(jīng)持續(xù)發(fā)展了有100年之余。本篇設(shè)計(jì)就是基于目前醋酸乙烯的實(shí)際需求和研究現(xiàn)狀，對(duì)年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的具體要求，收集相關(guān)的文獻(xiàn)資料，進(jìn)而完成設(shè)計(jì)任務(wù)。此下一個(gè)年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯酯的設(shè)計(jì)過(guò)程的目的是培養(yǎng)我們的能力，以充分利用我們所學(xué)到的知識(shí)來(lái)解決實(shí)際的化學(xué)問(wèn)題，以便我們可以獨(dú)立進(jìn)行化學(xué)方面的初步培訓(xùn)設(shè)計(jì)，以便將來(lái)快速適應(yīng)相關(guān)工作并且做好準(zhǔn)備。二、設(shè)計(jì)思路該提案旨在完成年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯酯的工藝設(shè)計(jì)。乙烯法涉及在Pd催化劑存在下氣相中乙烯，乙酸和氧氣反應(yīng)形成乙酸乙烯酯。乙炔法涉及在乙酸鋅催化劑的作用下氣相中乙炔和乙酸的反應(yīng)。用于生產(chǎn)乙酸乙烯酯。乙烯法由于其在工藝和經(jīng)濟(jì)方面的優(yōu)勢(shì)而占據(jù)主導(dǎo)地位。通過(guò)比較分析，發(fā)現(xiàn)該設(shè)計(jì)使用了基于碳化鈣的乙炔氣相技術(shù)，特別是瓦克工藝。與其他方法相比，采用的工藝方法具有“工藝先進(jìn)，設(shè)備要求低，產(chǎn)品質(zhì)量好”的優(yōu)點(diǎn)。要確定工藝流程圖，請(qǐng)參見(jiàn)乙酸乙烯酯生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)及其參考。然后，根據(jù)某些產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)，計(jì)算反應(yīng)過(guò)程中涉及的各種物質(zhì)的物料和熱量，并在此基礎(chǔ)上，計(jì)算聚合段中涉及的各種生產(chǎn)設(shè)備的參數(shù)和設(shè)備的選擇被計(jì)算；最后，完成了設(shè)計(jì)特征的總結(jié)。我們希望通過(guò)這種設(shè)計(jì)將有可能進(jìn)一步支持醋酸乙烯酯工藝設(shè)計(jì)的發(fā)展。三、設(shè)計(jì)過(guò)程（一）醋酸乙烯生產(chǎn)工藝電石和水之間產(chǎn)生了一定的化學(xué)反應(yīng)，出現(xiàn)了乙炔從反應(yīng)器上方溢出并且轉(zhuǎn)移到凈化裝置中。凈化出其中的混合物并將它們分離。然后轉(zhuǎn)移至校正區(qū)進(jìn)行調(diào)整，以使目標(biāo)乙酸乙烯酯的收率可以達(dá)到99.5％的純度。圖2-1顯示了使用此方法制備乙酸乙烯酯的過(guò)程。圖3-1電石乙炔氣相法合成醋酸乙烯工藝流程圖物料衡算1、主要的反應(yīng)方程式方程式主要是反應(yīng)了合成乙炔的出現(xiàn)的各種不同的反應(yīng)。2、物料平衡關(guān)系圖3-2物料平衡關(guān)系圖3、醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程物料衡算匯總表3-1醋酸乙烯生產(chǎn)過(guò)程物料衡算表（三）熱量衡算1、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)（1）反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)器進(jìn)料溫度為平均140°C，反應(yīng)溫度為185°C平均，反應(yīng)器物料出口溫度為205°C平均，計(jì)算的參考溫度=25°C。（2）計(jì)算時(shí)基為1小時(shí)。（3）“基本物理化學(xué)”檢查顯示每種物質(zhì)為=A+BT+CT2，其單位A，B和C的系數(shù)如表2-2所示。質(zhì)量恒定壓力下的比熱容=/M，單位k。恒壓下的平均熱容。表3-2各物質(zhì)摩爾定壓熱容與溫度的關(guān)系的系數(shù)表（4）在《化學(xué)工程手冊(cè)》里可以查到各種物質(zhì)（氣態(tài)）的標(biāo)準(zhǔn)生成熱數(shù)據(jù)。表3-3各物質(zhì)（氣態(tài)）的標(biāo)準(zhǔn)生成熱（單位kJ/mol）（5）在《化學(xué)工程手冊(cè)》里可以查到各種物質(zhì)在沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓數(shù)據(jù)表3-4各物質(zhì)沸點(diǎn)下的蒸發(fā)焓（單位：kJ/mol）2、反應(yīng)系統(tǒng)的熱量衡算（1）平均等壓比熱容的計(jì)算把反應(yīng)物乙炔當(dāng)做實(shí)驗(yàn)例子，T0--1之間的平均等壓熱容的計(jì)算為：T0--2之間的平均等壓熱容的計(jì)算為：T0--3之間的平均等壓熱容的計(jì)算為：表3-5各物質(zhì)在兩個(gè)不同溫度區(qū)間的平均等壓比熱容（單位：kJ·kg-1·K-1）3、分離系統(tǒng)的熱量衡算（1）各種物質(zhì)之間溫度變化引起的焓變

各種物質(zhì)之間相態(tài)變化引起的焓變（四）主要設(shè)備的工藝設(shè)計(jì)和選型1、固定床反應(yīng)器用于氣相合成乙酸乙烯酯和乙炔的反應(yīng)器主要包括固定床反應(yīng)器和流化床反應(yīng)器，它們基于轉(zhuǎn)化率，選擇性，反應(yīng)熱或轉(zhuǎn)移方法，性能和催化劑壽命等。固定床反應(yīng)器廣泛用于固相催化和非催化反應(yīng)中。它們特別適用于需要高轉(zhuǎn)化率和高選擇性的反應(yīng)。這次，在化學(xué)版本中使用了固定床反應(yīng)器。固定床反應(yīng)器根據(jù)催化劑床與外界之間是否發(fā)生熱交換，可以分為絕熱反應(yīng)器和熱交換反應(yīng)器。熱交換反應(yīng)器通常用于工業(yè)中，特別是管式和熱交換反應(yīng)器。（a）氣體分布裝置為了消除進(jìn)入的氣體的初始過(guò)剩動(dòng)能并將氣體均勻地供入床段中，通常在供應(yīng)管線(xiàn)的出口端處設(shè)置一個(gè)預(yù)歧管。預(yù)分配器選擇單級(jí)偏轉(zhuǎn)器氣體分配器，該分配器由帶小孔的穿孔氣體分配板和連桿組成。平板的開(kāi)口面積為180mm2，通過(guò)的氣體的壓降很小，氣流可以分散。此外，在床的頂部和底部放置一層基于氧化鉛的惰性填料層，其厚度為10mm，填料的粒徑為6mm，以防止直接影響催化劑層的表面。排干并防止灰塵進(jìn)入催化轉(zhuǎn)化器。（b）催化劑床層的選型對(duì)于一定尺寸的粒狀催化劑，催化劑的堆積質(zhì)量將直接影響床強(qiáng)度的均勻性，并與反應(yīng)結(jié)果直接相關(guān)。在填充催化劑期間，對(duì)催化劑進(jìn)行預(yù)稱(chēng)重，以使每個(gè)管的填充量相同，并且填充物具有相同的寬度，以確保相對(duì)均勻的密度。交付后測(cè)試每個(gè)填充管的壓降，并根據(jù)偏差程度通過(guò)吸取少量催化劑或添加惰性容器將其調(diào)節(jié)至所需的壓差。（c）支承結(jié)構(gòu)選用反應(yīng)塔直徑較大，因此由一塊塊狀的格子板支撐，格子的開(kāi)口面積超過(guò)70％。將金屬絲網(wǎng)篩放置在催化劑格柵和載體之間。根據(jù)催化劑的最小直徑選擇篩孔尺寸，并且其中有足夠的自由空間。反應(yīng)器必須開(kāi)有檢查孔（集水箱Dg被認(rèn)為是450毫米），以便于檢查和維修各個(gè)部件。2、醋酸乙烯精餾塔第三蒸餾塔是乙酸乙烯酯蒸餾塔，它也是整個(gè)乙酸乙烯酯蒸餾單元的主要輔助設(shè)備。由于研磨塔數(shù)量眾多，該項(xiàng)目選擇他為工藝設(shè)計(jì)和研磨塔選擇的代表。考慮到生產(chǎn)能力大，效率高，流阻低，一定的操作靈活性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，安裝和維護(hù)方便以及滿(mǎn)足材料系統(tǒng)的某些工藝特點(diǎn)這六個(gè)方面，這次選擇塔式磨床。3、板式分離塔氣液傳質(zhì)裝置的類(lèi)型很多：階梯式接觸器的類(lèi)型主要是板式塔，而差動(dòng)式接觸器的類(lèi)型主要是填料塔。醋酸乙烯酯分離裝置使用逐步分離方法，因此該設(shè)計(jì)使用塔盤(pán)作為分離裝置的主要設(shè)備?；诟咄浚哂拖湫?，低油箱壓力，高操作靈活性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和生產(chǎn)成本低的五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了綜合評(píng)估。結(jié)合特定的設(shè)計(jì)條件，在此設(shè)計(jì)中使用帶有塔板的篩塔。篩板上有兩相氣液接觸，傳質(zhì)主要在網(wǎng)孔區(qū)域。4、乙炔發(fā)生器該發(fā)生器配備有供應(yīng)管，通風(fēng)管，壓碎的電石供應(yīng)口，冷卻和洗滌塔，溢流口和排渣口。從填充孔中手動(dòng)添加碳化鈣，并與水反應(yīng)形成乙炔氣和氫氧化鈣。氣體進(jìn)入洗滌器進(jìn)行清潔，冷卻和排放，而氫氧化鈣沉入底部并定期從排渣口排放。通過(guò)自動(dòng)DCS控制，直觀，穩(wěn)定和友好的操作界面。電石的運(yùn)輸和儲(chǔ)存由DCS程序自動(dòng)控制。在DCS程序中，還可以設(shè)置和調(diào)整電石的供應(yīng)量以及添加到發(fā)生器中的水的量，并且水循環(huán)系統(tǒng)還可以執(zhí)行穩(wěn)定的程序控制和操作。5、醋酸蒸發(fā)器根據(jù)“化學(xué)工程設(shè)計(jì)原理”部分中的簡(jiǎn)要說(shuō)明，通過(guò)選擇循環(huán)蒸發(fā)器來(lái)選擇工業(yè)上常用的各種蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)特征和其中的液體流動(dòng)條件。蒸發(fā)器由加熱室，流動(dòng)或循環(huán)通道和氣液分離空間組成。根據(jù)工藝和熱量要求，此設(shè)計(jì)使用循環(huán)蒸發(fā)器。熱源加熱水蒸氣，熱量來(lái)自與固定床的反應(yīng)，反應(yīng)器的反應(yīng)熱并行流動(dòng)。主要設(shè)備一覽表設(shè)計(jì)特點(diǎn)本課題是聚碳酸酯制備中聚合工段的工藝設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下：有許多合成醋酸乙烯酯的方法。該項(xiàng)目使用的過(guò)程路徑在各個(gè)方面都是相對(duì)先進(jìn)的路徑，也是使用的主要過(guò)程。所以，我們可以在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上，充分利用先進(jìn)的技術(shù)借鑒其他設(shè)計(jì)的的經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)點(diǎn)，充分實(shí)現(xiàn)規(guī)模擴(kuò)大生產(chǎn)并且符合市場(chǎng)的需求，為自身帶來(lái)最大程度的經(jīng)濟(jì)利益和社會(huì)效益。（2）本次設(shè)計(jì)將實(shí)施了以下的幾個(gè)過(guò)程。準(zhǔn)備工作：乙炔工藝，合成工藝是基礎(chǔ)工作：合成工藝。分離和維修的過(guò)程是直接影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，也是過(guò)程中的重要任務(wù)。溫度應(yīng)調(diào)節(jié)良好，修復(fù)完成后才能獲得更高的性能。這些過(guò)程的設(shè)計(jì)已成功完成，并實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。五、收獲與體會(huì)年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯酯工藝的設(shè)計(jì)已完全完成，并取得了豐碩的成果。通過(guò)特定的工藝設(shè)計(jì)，工藝計(jì)算，設(shè)備設(shè)計(jì)和其他特定的設(shè)計(jì)項(xiàng)目，此設(shè)計(jì)完成了工藝設(shè)計(jì)，年產(chǎn)量為10萬(wàn)噸醋酸乙烯酯。通過(guò)這次設(shè)計(jì)培訓(xùn)，我可以更直觀，更理性地了解我的職業(yè)生涯。這對(duì)于我們?nèi)绾卫^續(xù)我們的教育是一個(gè)很好的指導(dǎo)。我們了解工程和化學(xué)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容。主要步驟和方法提高了分析和解決實(shí)際技術(shù)問(wèn)題的能力。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)，它還使我們能夠樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，樹(shù)立一種尋找事實(shí)，嚴(yán)肅性，團(tuán)結(jié)和幫助的真相的工作作風(fēng)。加強(qiáng)工程設(shè)計(jì)技能培訓(xùn)并樹(shù)立嚴(yán)謹(jǐn)而現(xiàn)實(shí)的科學(xué)風(fēng)格尤為重要。參考文獻(xiàn)[1]羅先金.化工設(shè)計(jì)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2016(1).[2]柴誠(chéng)敬.化工原理課程設(shè)計(jì)[M].天津：天津大學(xué)出版社,2016（5）[3]李仕超,孔艷.淺談醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)[J].四川化工,2016(5):28-30[4]于政錫.乙炔氣相法合成醋酸乙烯催化劑的研究[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2017（2）[5]遲洪泉.國(guó)內(nèi)外醋酸乙烯供需分析[J].當(dāng)代石油石化,2017(6):28-30[6]鄭洪鍵.全球乙烯市場(chǎng)分析與預(yù)測(cè)[J].化工科技市場(chǎng),2017(8):7-10[7]宋佳珉.中國(guó)－全球醋酸乙烯新消費(fèi)中心[J].易貿(mào)資訊,2017(3):47-48[8]薛紅.醋酸乙烯市場(chǎng)現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2017（10）：25-28[9]仇洪建.年產(chǎn)10萬(wàn)噸醋酸乙烯項(xiàng)目可行性研究[J].中國(guó)學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù),2017（11）[10]李宗會(huì).醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展動(dòng)向[J].化學(xué)工程師，2018（11）：26-28[11]白澤雙.醋酸乙烯的技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用[D].貴州工業(yè)學(xué)院，2018（3）：34-40[12]程學(xué)杰.醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展綜述[J].化工時(shí)刊,2019(6):68-72[13]湛虹.醋酸乙烯生產(chǎn)技術(shù)的比較[J].石油化工技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2019（3）：54-57[14]李貴.乙炔法合成醋酸乙烯反應(yīng)條件的分析[D].貴州化工，2019（4）：38-42[15]陳敏恒.化工原理[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2019（12）附錄計(jì)算HPC2H2的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP1=[(27752.511.86160)-(27752.511.82115)]+[(23312.111.87180)-（23312.111.86160)=-2450546.63kJ+909172.29kJ=3359718.92kJ。HAc的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP2=[(25617.701.39160)-(25617.701.34115)]-[(15677.601.42180)-(15677.61.39160)]=1749688.91kJ+520496.32kJ=2270185.23kJ。H2O的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP3=[92.221.91160)-(92.221.89115)]-[(13.861.92180)-(13.861.91160)]=8138.42kJ+554.40kJ=8692.82kJ。VAc的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP4=(14246.861.59180)-(14246.861.56160)=521435.08kJ。ALd的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP5=(157.811.65180)-(157.811.63160)=5712.72kJ。Cr-ALd的物理狀態(tài)變化引起的焓變HP6=(53.801.74180)-(53.801.71160)=2130.48kJ。綜上，HP=HP1+HP2+HP3+HP4+HP5+HP6=6167875.25kJ。（2）HR的計(jì)算HR=Hr+HS=+HS，式中HS是反應(yīng)物的狀態(tài)變化熱。（a）C2H2+CH3COOHCH3COOCH=CH2=-357.52-[227.48+(-484.50)]=-118.50kJ/mol（放熱反應(yīng)），m（VAc）=14246.86kg，M（VAc）=86，則==-19630847.79kJ。（b）CH3COOCHCH2+H2OCH3CHO+CH3COOH=[-484.50+(166.19)]-[-357.52+(-285.83)]=325.14kJ/mol（吸熱反應(yīng)），m（ALd）=225.44kg，M（ALd）=44，則==1665899.13k